辫 砬鬲 采写磷茏 煤矿井下广播系统的研究与应用 刘登彪 历洪卫 朱本岗， 郭绪斌 李翠赘 （１．山东科技大学机电工程系，山东泰安２７１０１９；２．新宏煤矿，山东台儿庄２７７４００ ３．天安矿业有限公司，山东 曲阜２７３１００；４．兴隆庄煤矿，山东 兖州２７２１０２） ［摘 要】 根据矿山实际通讯需要，讨论了研制煤矿井下广播系统的必要性，然后对煤矿井下广播系统的设计原理、设计 目标进行了详细阐述。在此基础上，又对井下广播系统的结构组成进行了描述。论文最后对各个系统的功能和特点分类加以解 释说明，并从使用效果上印证了研究成果的可行性。 ［关键词］ 广播系统；数字广播；广播功能；信号传输；主控设备 ②编程定时广播：可按作息时问定制广播节目，定时播 １．引言 放。 矿山企业瓦斯、水、火、冲击地压等突发性自然灾害事故 较多，且危害性大、波及范围广。通常发生重大事故、需要人员 紧急撤离的情况下，多以地面人员电话拨号或手机呼叫方式 通知、引导现场人员撤离危险区域。但由于矿山企业特点，不 可能每名井下员工附近都有固定电话或人手一部移动通讯工 具，因而会造成部分地点的部分人员收不到撤离通知，贻误脱 ③全体广播：可对所有终端进行广播。 ④紧急广播：拿起麦克风即可广播。 ⑤宣传广播：可播放背景音乐、领导讲话、语音宣传等。 ４．系统组成 系统主要由地面广播主控设备、井上广播音箱设备、井下 广播音箱设备、光缆、电缆组成。煤矿数字广播系统整体结构 如图１所示。 险时机，或得不到正确撤离、避险的指挥引导而发生意外。 现代公共广播系统集背景音乐播放、业务宣传和寻呼广 播、灾害事故紧急广播等众多功能于一身，因此建设一套煤矿 数字广播系统势在必行。突发事件发生、需要紧急撤人时，地 面调度指挥中心工作人员利用煤矿数字广播，迅速通过设在 井下重点防范区域的扩音喇叭装置，以广播的方式对现场进 行疏散和疏导，指挥现场人员迅速、有序、安全撤离危险区域， 最大程度减少灾害影响和灾害救援过程中的次生影响。同时， 井上 ’一’。。，。 ＋ 。。。 。一 ’ 。’’。‘＿＋ 一’一‘。‘’一’。‘。。 井下 一＿ 面工作区 口候车室 巍候车室 下大巷 下工作面 他广播区 瓦新，透水等报警信号接入一报告通知豫一音乐孽一话筒一 广 播 主 机 在正常情况下，可利用该系统，在井下各地点播放背景音乐、 新闻、宣传报道等，使之又可成为企业宣传的工具。 ２．数字语音广播系统设计原理和目标 图１ 煤矿数字广播系统整体结构 煤矿数字广播系统各部分结构如下： ①井上广播主控设备：包含广播主机、合并式定压功放、 专业广播话筒、（调音台、ＰＣ、告警接口、调谐器接口（选配）） 等。 数字广播顾名思义就是将广播信号数字化，它是按照一 定算法，将模拟音频信号经过采集、量化、编码、压缩后的数字 音频文件（如ＭＰ３）或存储在存储器上的数字音频文件，按照 传输协议以数据包的形式将音频文件传输到广播接收端，然 后经过广播终端进行Ｄ／Ａ转换后还原成音频信号，经放大后 驱动喇叭工作。 ②井上广播音箱设备：根据使用类型选择合适的地面音 箱，如在走廊中使用天花板内置喇叭、室外采用防水音柱等。 ③井下广播音箱设备：由本安音箱和隔爆兼本安电源组 成系统组网、分区系统具有极大的灵活性，有多种组网方式， 可以根据各矿的实际情况和用户的需要，构建成不同的系统 架构。 数字广播的采样频率为４４．１Ｋｔｔｚ、１６Ｂｉｔ的高质量音频压 缩格式，而且采用纯数字的传输方式，在制作、处理、传输过程 中不会产生噪音累积，引起信噪比下降而导致信号劣化；而且 错误率相当低甚至是可以避免的，因此可以多次复制和传输， 广播系统可按区域或逻辑分组广播、分区域广播（如地面 不论怎么编辑、处理都不会产生额外的噪声。 ３．数字语音广播系统设计目标 办公区、食堂、井下候车室等），做到单独控制，如单独对办公 区播放通知；也可进行全矿广播。 ④设备连接：地面采用传统的定向广播方式，每个区域的 广播喇叭，通过合并功放，广播喇叭采用并联的方式连接在一 对双绞线上，无需单独供电。 数字语音广播系统总体设计目标为： ①分区广播：可同时对单点、多点和全部区域进行广播。 作者简介：刘登彪，男，山东鄄城人，博士研究生，讲师。主要研究方向：机电液一体化。 ４６－－—— ・－——应用孜术与研究瓣 地面多路、多区区域的音频信号系统采用通过数字调频， 用光缆经过光端机送到矿用本安型音箱，？矿用本安型音箱用 一嘲 系统可配置编程ＣＤ播放器、编程调谐器、ＭＰ３播放器等 音源设备，可以根据不同时段定时或手动地播放煤矿安全生 产基本常识、煤矿安全规程、矿工井下避灾知识及矿工喜欢的 轻音乐和歌曲等内容，自动播报时事新闻等各种信息。 ５．４报警强插广播 系统通过报警发生器可自动接收报警信号（如瓦斯和透 水报警信号），当有报警时广播自动切入紧急信号，系统自动 将录制好的报警音频信号强制输出至所需的区域内，相应区 域的背景音乐及其它广全部切断，第一时间通报发出告警信 号，也可和人工紧急广播联动语音广播组织指挥和疏导人员 对双绞线可组成总线、星形、树叉网络，两个音箱之问最远 传输距离可到３公里。隔爆兼本安电源可同时对两个音箱供 电。 ５．数字语音广播系统系统主要功能及特点 ５．１广播功能 ①寻呼分区广播功能：系统配置专业广播话筒，对全矿区 或指定的区域范围播放通知。 ②紧急广播功能：一键进入全矿范围紧急广播状态，也可 安全撤离，避免人员伤亡和财产损失。 以有选择性特定区域，在险情发生时，第一时间通过广播组织 指挥和疏导人员安全撤离，避免人员伤亡和财产损失。 ６．数字语音广播系统使用情况 ５．２多音源、分区寻址点播、选播功能 矿井进行停产撤人演习时，利用井下广播系统的喊话功 ①多音源：能够同时传输４套音源，音乐源地对选定 能，在一分钟时间内将停产撤人信息及时传递到了井上、下的 的分区进行播放而不干扰其它分区广播。 每一个干部职工，同时开启的报警音乐，起到了很好的效果。 ②点播、选播：系统可远程控制每个区域的播放内容和音 量等。 参考文献： ５．３上下班铃声自动提醒、背景音乐自动播放 ［１］傅丰林．模拟电子线路基础［Ｍ】．西安：西安电子科技大学出版社 ①矿工上下班铃声自动提醒：利用广播主机编程，将矿区 ２００１． 的作息时间表写进智能主机，上下班提示音由广播系统自动 ［２］康华光＿电子技术基础［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００６． 提示，方便可靠，实现无人值守。 ［３］杨碧玉．电子技术实训教程【Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００７． ②播放煤矿安全规程、背景音乐、新闻 ［４】沈尚贤．模拟电子学［Ｍ】．北京：人民邮电出版社，１９８６． Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｎｅ Ｒａｄｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ Ｌｉｕ Ｄｅｎｇｂｉａｏ Ｌｉ Ｈｏｎｇｗｅｉ Ｚｈｕ Ｂｅｎｇａｎｇ Ｇｕｏ Ｘｕｂｉｎ Ｌｉ Ｃｕｉｙｕｎ （１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉ’ａｎ ２７１０１９，Ｓｈａｎｄｏｎｇ；２．Ｘｉｎｈｏｎｇ Ｍｉｎｅ，Ｔａｉｅｒｚｈｕａｎｇ ２７７４００，Ｓｈａｎｄｏｎｇ； ３．Ｔｉ’ａｎ Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｑｕｆｕ ２７３ １ ００，Ｓｈａｎｄｏｎｇ；４．Ｘｉｎ￣ｏｎｇ Ｍｉｎｅ，Ｙａｎｚｈｏｕ ２７２ １ ０２，Ｓｈａｎｄｏｎｇ） 【Ａｂ￣ｎｅｔ】Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｅｄ ｏｆｍｉｎｅ．ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｈｔｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｂｒｏａｄｃａｓｔ． ｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｇｏａｌｓ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅ— ｓｃｒｉｂｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｙｔ ｏｆ ｈｔｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ １ ｂｒｏａｄｃａｓｉｔｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｉｇｉｔａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ；ｒａｄｉｏ ｉｆｍｃｔｉｏｎ；ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｔｈｅ ｍａｓｔｅｒ ｄｅｖｉｃｅ ４７－－——
